变频器、制冷系统及其控制方法与流程

本公开涉及空调设备技术领域，尤其涉及一种变频器、制冷系统及其控制方法。

背景技术：

随着变频空调技术的发展，目前市场上的大型冷水机组也逐渐地由变频代替定频。常见的变频制冷系统通常配备有变频压缩机、壳管换热器、变频器、翅片换热器、电控箱等部件。

作为变频压缩机的驱动设备，变频器中通常由逆变板、整流板等电子元器件构成，在设备运行过程中，会产生非常大的热量，若不对其进行散热降温处理，会对变频器产生危害。

常见的变频器冷却方式可以分为两种：一是通过在箱体结构上设置有风扇，对板内元器件进行强制对流散热；此种方法相对简单，但是散热效果较差。第二种是结合空调的循环，在变频器电气元件板后设置有盘管或小型翅片换热器，使用低温冷媒对变频器电气元件进行冷却，此种方法散热效果明显，但是容易因为过冷而产生凝露，影响电气元件的正常运作。

技术实现要素：

经发明人研究发现，相关技术中存在电器元件出现凝露的问题。

有鉴于此，本公开实施例提供一种变频器、制冷系统及其控制方法，能够有效防止元器件表面出现凝露而发生损坏，提高工作可靠性。

本公开的一些实施例提供了一种变频器，包括：

箱体；

隔板，设置在箱体内，其上部和下部分别设有第一安装口和第二安装口；

电器元件，位于隔板的一侧；

风扇，安装于第一安装口上，被配置为对电器元件进行风冷散热；以及

液冷换热器，安装于第二安装口上，被配置为对流经第二安装口的空气进行冷却换热；

其中，隔板的另一侧与箱体共同形成独立的回风通道。

在一些实施例中，箱体底部设有与回风通道相通的排水口。

在一些实施例中，还包括设置在箱体内且布满通孔的多孔板，电器元件安装在多孔板上，多孔板与隔板呈隔开设置。

在一些实施例中，电器元件安装在多孔板上远离隔板的一侧。

在一些实施例中，还包括设置在电器元件上的温度传感器，用于检测电器元件的变频温度。

在一些实施例中，第一安装口的尺寸与风扇的安装尺寸契合，第二安装口的尺寸与液冷换热器的安装尺寸契合。

在一些实施例中，风扇和液冷换热器均位于隔板上的另一侧。

在一些实施例中，液冷换热器包括盘管换热器或翅片换热器。

本公开的一些实施例提供了一种制冷系统，包括前述变频器。

在一些实施例中，制冷系统还包括压缩机、冷凝器、电子膨胀阀、蒸发器以及冷却电子膨胀阀，其中压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发器设置在冷媒主流路中，冷却电子膨胀阀和变频器设置在冷媒旁通流路中，冷却电子膨胀阀被配置为控制流入液冷换热器的冷媒流量。

本公开的一些实施例提供了一种控制方法，应用于控制前述制冷系统，包括：

根据电器元件的设计工作温度，作为控制的目标温度t0；

在启动压缩机后，将冷却电子膨胀阀开启至初始开度；

每间隔预设时间t检测电器元件的实时温度t，根据调整步幅k控制冷却电子膨胀阀的开度，k＝(2t′+t0-3t)×100％，|k|≤100％，若|k|＞100％，取|k|＝100％，t′为电器元件每个检测周期上一次检测的温度。

在一些实施例中，预设时间t＝8s～10s。

因此，基于上述技术方案，本公开的变频器通过在箱体内设置隔板，并将风扇和液冷换热器设置在隔板上，隔板的另一侧与箱体共同形成独立的回风通道，经过液冷换热器换热降温后的低温空气，通过风道上流，经过风扇吹入电器元件安装空间中，直接作用于电器元件，进行散热降温，吸收热量后的空气回到液冷换热器进行降温，完成变频器中内部气流循环，在保证散热效果的同时有效防止元器件表面出现凝露，提高变频器的工作可靠稳定性。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，

其中：

图1是根据本公开变频器的一些实施例的正视结构示意图；

图2是根据本公开变频器的一些实施例的右视结构示意图；

图3是根据本公开制冷系统的一些实施例的结构原理示意图。

附图标记说明

1、箱体；2、多孔板；3、液冷换热器；4、风扇；5、排水口；6、电器元件；7、隔板；100、变频器；101、压缩机；102、冷凝器；103、电子膨胀阀；104、蒸发器；105、冷却电子膨胀阀。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本公开中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与其它器件直接连接而具有居间器件。

本公开使用的所有术语与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

如图1和图2所示，本公开的一些实施例提供了一种变频器100，包括：箱体1、隔板7、电器元件6、风扇4以及液冷换热器3，其中，隔板7设置在箱体1内，其上部和下部分别设有第一安装口和第二安装口；电器元件6位于隔板7的一侧；风扇4安装于第一安装口上，其被配置为对电器元件6进行风冷散热；液冷换热器3安装于第二安装口上，其被配置为对流经第二安装口的空气进行冷却换热；隔板7的另一侧与箱体1共同形成独立的回风通道。

在该示意性的实施例中，通过在箱体1内设置隔板7，隔板7设有第一安装口和第二安装口，风扇4和液冷换热器3设置在隔板7上，隔板7的另一侧与箱体共同形成供风扇4回风的独立风道，风扇4、液冷换热器3和隔板7在箱体1内形成循环风道。如图2所示，变频器100中由风扇4带动的气流形成强制对流，经过液冷换热器3换热降温后的低温空气，通过风道上流，经过风扇4吹入电器元件安装空间中，直接作用于电器元件6进行散热降温，吸收热量后的空气回到液冷换热器3进行降温，完成变频器100中内部气流循环，在保证散热效果的同时有效防止元器件表面出现凝露，提高变频器的工作可靠稳定性。

在一些实施例中，液冷换热器包括盘管换热器或翅片换热器，从而确保吸收热量后的空气回到液冷换热器3进行快速降温，具有较高的可实施性。

为有效防止极端工况下出现电器元件温度低于周围环境空气露点温度而出现凝露，在一些实施例中，如图1和图2所示，箱体1底部设有与回风通道相通的排水口5。显而易见的是，变频器100中温度最低的位置只可能出现在液冷换热器3中，由于风扇4带来的强制对流，液冷换热器3上产生的冷凝水能够被气流吹往风道中，再通过排水口5排出；经过液冷换热器3后的气流相对湿度也变小，使得变频器100中电器元件的安装空间保持干燥。

对于如何将电器元件6安装于隔板7的一侧，在一些实施例中，如图1和图2所示，变频器100还包括设置在箱体1内且布满通孔的多孔板2，电器元件6包括逆变板、整流板等，电器元件6安装在多孔板2上，多孔板2与隔板7呈隔开设置。将电器元件6安装在与隔板7呈隔开的多孔板2上，便于气流流动散热，具有较高的可实施性。在一些实施例中，电器元件6安装在多孔板2上远离隔板7的一侧。

需要说明的是，本公开中多孔板仅为描述需要，实际应用包括了圆形孔、方形孔等各式多孔板或格栅网等可透风的安装平面结构。

为便于风扇与液冷换热器所在空间形成单独的风道，在一些实施例中，如图2所示，风扇4和液冷换热器3均位于隔板7上的另一侧。

在一些实施例中，第一安装口的尺寸与风扇4的安装尺寸契合，第二安装口的尺寸与液冷换热器3的安装尺寸契合，避免侧漏，保证气流风扇4和液冷换热器3之间循环，提高换热效率。

在一些实施例中，变频器还包括设置在电器元件6上的温度传感器，用于检测电器元件6的变频温度，便于控制流入液冷换热器3的冷媒流量。

本公开的一些实施例提供了一种制冷系统，包括前述变频器100。制冷系统相应地也具有上述有益技术效果。

在一些实施例中，如图3所示，制冷系统还包括压缩机101、冷凝器102、电子膨胀阀103、蒸发器104以及冷却电子膨胀阀105，其中压缩机101、冷凝器102、电子膨胀阀103和蒸发器104设置在冷媒主流路中，冷却电子膨胀阀105和变频器100设置在冷媒旁通流路中，冷却电子膨胀阀105被配置为控制流入液冷换热器3的冷媒流量。

如图3所示，冷媒旁通流路的旁通位置位于冷凝器102后，压缩机101压缩后的高温高压冷媒气体经过冷凝器102冷凝后变为常温高压的冷媒液体进入液管，然后分别进入主流路与旁通流路中。主流路中冷媒经过电子膨胀阀103节流后进入蒸发器104中换热，最终回到压缩机101中完成主路循环。旁通流路中的液态冷媒经过冷却电子膨胀阀105节流后，变为低温的两相状态，然后进入变频器100中的液冷换热器3中，与变频器内部气流换热后，回到主路侧节流后，完成冷媒循环。

本公开的一些实施例提供了一种控制方法，应用于控制前述制冷系统，包括：

根据电器元件6的设计工作温度，作为控制的目标温度t0；

在启动压缩机101后，将冷却电子膨胀阀105开启至初始开度；

每间隔预设时间t检测电器元件6的实时温度t，根据调整步幅k控制冷却电子膨胀阀105的开度，k＝(2t′+t0-3t)/100×100％，|k|≤100％，若|k|＞100％，取|k|＝100％，t′为电器元件6每个检测周期上一次检测的温度。

利用该方法，通过自动寻优控制策略，能够精准控制温度并防止凝露产生的危害，具有较高的可实施性。

在该方法实施例中，首先根据电器元件的设计工作温度，作为控制的目标温度t0，压缩机101启动后，冷却电子膨胀阀105先开启到初始开度，同时，利用温度传感器开始检测电器元件板的温度t，每隔预设时间检测一次，在一些实施例中，预设时间t＝8s～10s，继而得到电器元件的温度t与目标温度t0的偏差a，即a＝t-t0；同时，检测电器元件6温度的变化率b，b＝t-t′，其中t′为电器元件6每个检测周期上一次检测的温度。通过a与b的值，计算冷却电子膨胀阀105的开度调整步幅k，根据调整步幅k控制冷却电子膨胀阀105的开度，k＝-(a+2b)/100×100％＝(2t′+t0-3t)/100×100％；|k|≤100％，若|k|＞100％，取|k|＝100％。其中调整步幅k代表开度的比例大小，k值为正值代表开度变大，负值代表开度减小。例如k＝35％，则增大冷却电子膨胀阀105的开度35％；k＝-35％，则减小冷却电子膨胀阀105的开度35％。温度的量纲单位采用摄氏度。

至此，已经详细描述了本公开的各实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。